(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内視鏡用途のための器具であって、
一方の端部で終端すると共に第１の可撓性ゾーンを有する操作端部及び他方の端部に位置する作動手段を有する管状部材と、
前記作動手段の動作を前記操作端部の前記第１の可撓性ゾーンの曲げに伝達することで前記操作端部の向きの変更をもたらす長手方向要素と
を備え、
前記操作端部は、少なくとも独立した第２の可撓性ゾーンを含み、
前記作動端部は、対応する数の作動手段を有し、
該作動手段はそれぞれ、前記可撓性部分の１つの向きの変更をもたらすように前記作動手段の各自の組の長手方向要素によって前記操作端部の一部分に接続される器具において、
前記器具は、同軸の複数の筒層から構成され、外層と、内層と、１つ又は複数の中間層とを備え、前記中間層はそれぞれ、他の中間層または前記外層のいずれかである隣接周囲層内に囲まれるように配置されるとともに、前記中間層はそれぞれ、他の中間層または前記内層のいずれかである隣接内側層を囲むように位置し、第１の組の長手方向要素は、第１の中間層の一部であるとともに前記操作端部内に位置する第１の剛性リングに接続され、前記第１の剛性リングは、第１の隣接周囲層の第１の可撓性部分の操作端部側において前記第１の隣接周囲層に接続され、及び／又は、第１の隣接内側層の第１の可撓性部分の操作端部側において前記第１の隣接内側層に接続され、第２の組の長手方向要素は、前記第１の中間層または該第１の中間層とは異なる中間層である第２の中間層のいずれかの一部であり、前記第２の組の長手方向要素は、前記操作端部内に位置する第２の剛性リングに接続され、前記第２の剛性リングは、第２の隣接周囲層の第２の可撓性部分の操作端部側において前記第２の隣接周囲層に接続され、及び／又は、第２の隣接内側層の第２の可撓性部分の操作端部側において前記第２の隣接内側層に接続され、前記第２の組の長手方向要素が前記第２の中間層の一部である場合には、前記第２の隣接周囲層が前記第１の隣接周囲層を囲み、前記第２の組の長手方向要素が前記第１の中間層の一部である場合には、前記第２の隣接周囲層が前記第１の隣接周囲層に等しいことを特徴とする器具。
【請求項２】
前記作動手段は、可撓性ゾーン及び剛性ゾーンを交互に複数含む管状セクションを備えることと、
各組の長手方向要素は、前記剛性ゾーンの１つを前記操作端部の対応する部分に接続することと
を特徴とする、請求項１に記載の器具。
【請求項３】
前記作動手段の前記管状セクションは、残りの管状部材の直径とは異なる直径を有することを特徴とする、請求項２に記載の器具。
【請求項４】
前記各組の長手方向要素は別々の中間層の一部であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の器具。
【請求項５】
複数の組の長手方向要素が同じ中間層内に位置し、該中間層内では、前記長手方向要素が前記器具の長手方向軸に平行に位置することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の器具。
【請求項６】
前記器具は、異なる組の長手方向要素を含む少なくとも２つの中間層を有することと、
各一対の隣接し合う中間層間に、別の層が設けられていることと
を特徴とする、請求項１に記載の器具。
【請求項７】
前記作動端部では、少なくとも一組の長手方向要素が剛性ディスクに接続され、該剛性ディスクの向きを前記器具の長手方向軸に対して垂直な面に関して変更することができることを特徴とする、請求項１に記載の器具。
【請求項８】
前記剛性ディスクは、前記器具に接続されたボールベアリングに取り付けられることと、
前記剛性ディスクの向きは、２つのリニアアクチュエータによって制御されることと
を特徴とする、請求項７に記載の器具。
【請求項９】
前記剛性ディスクは、３つのリニアアクチュエータによって支持されることを特徴とする、請求項７に記載の器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡用途等のための器具であって、可撓性部分を有する操作端部と他方の端部に位置する作動手段とを有する管状部材と、作動手段の動作を操作端部に伝達することでその向きの変更をもたらす長手方向要素とを備える器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような器具は、欧州特許出願公開第１７０８６０９号明細書から公知であり、通常、低侵襲手術のような用途に用いられるが、届き難い場所の機械装置又は電子装置の検査又は修繕のような他の目的にも適用可能である。
【０００３】
この公知の器具では、作動端部の湾曲動作が長手方向要素によって操作端部に伝達されることで、操作端部の特にその可撓性部分の対応する湾曲動作がもたらされる。この構成により可撓性部分の湾曲の向きが一度に一方向に限定され、そのため、このタイプの器具の用途が限定される。このことは、２つの内視鏡器具が平行に並んで位置した状態で用いられる状況では、相互の球面が障害となることから、操作端部を同じ地点に向けることができないため、そのような状況に特に当てはまる。さらに、何らかの措置が必要とされる地点へのアクセス路に幾つかの障害物が存在することから、器具を決められた場所で使用することが必ずしも可能ではない。より具体的には、器具の操作端部のガイドに高度な可能性を与える、内視鏡用途等のための器具が必要とされている。
【発明の概要】
【０００４】
したがって、本発明の目的は、上述の問題を回避すると共に多面的用途のより多くの可能性を与える上記に挙げたタイプの器具を提供することである。
【０００５】
この目的及び他の目的は、操作端部が少なくとも２つの独立した可撓性部分を含むことと、作動端部が対応する数の作動手段を有することと、作動手段がそれぞれ可撓性部分の１つの向きの変更をもたらすように作動手段の各自の組の長手方向要素によって操作端部の一部分に接続されることとから得られる。
【０００６】
操作端部が独立して制御可能な少なくとも２つの可撓性部分を含んでいることにより、より複雑なカーブをつくることが可能となることで、困難な場所への器具のより良好なアクセス及び器具のより多面的な使用が可能となる。例えば、操作端部に２つの可撓性部分がある場合では、Ｓ字状カーブをつくることが可能であることで、同じ動作地点にアプローチする際に、平行な内視鏡器具を使用することが可能となる。
【０００７】
本発明の他の特徴及び利点は、添付の図面に対してなされる以下の説明の参照から明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明による器具の概略断面図である。
【図２】図１の器具の動作の第１の段階を示す概略断面図である。
【図３】図１の器具の動作の第２の段階を示す概略断面図である。
【図４】図１に対する本発明による器具の変更形態を示す概略断面図である。
【図５】図４に対する本発明による器具の変更形態を示す概略断面図である。
【図６】図４及び図５に対する本発明による器具の変更形態を示す概略断面図である。
【図７】本発明による器具に使用されるアクチュエータの斜視図である。
【図８】本発明による器具に使用されるアクチュエータの変更形態の斜視図である。
【図９】４レベル制御システムを有する、本発明による器具の一実施形態の概略断面図である。
【図１０】図９による器具の中立位置での概略図である。
【図１１】制御システムの１つのレベルが活動している、図９に記載の器具の概略図である。
【図１２】制御システムの２つのレベルが活動している、図９に記載の器具の概略図である。
【図１３】制御システムの４つ全てのレベルが活動している、図９に記載の器具の概略図である。
【図１４】４つのレベルが同じ層又は同じ筒要素内に位置する４つの作動レベルを有する、本発明による器具の一部の概略斜視図である。
【図１５】外層である筒要素の一部が取り除かれている、図１４の器具の概略斜視図である。
【図１６】内視鏡用途における器具の可能な適用の概略図である。
【図１７】図１６の線ＸＶＩＩ−ＸＶＩＩによる断面図である。
【図１８】４つのレベルが、第１の層である筒要素に位置し、残りの４つのレベルが、別の層である筒要素に位置する、８つの作動レベルを有する、本発明による器具の一部の概略斜視図である。
【図１９】外層である筒要素の一部が取り除かれている、図１８の器具の概略斜視図である。
【図２０Ａ】本発明による内視鏡器具の適用の概略図である。
【図２０Ｂ】本発明による内視鏡器具の適用の概略図である。
【図２０Ｃ】本発明による内視鏡器具の適用の概略図である。
【図２０Ｄ】本発明による内視鏡器具の適用の概略図である。
【図２１Ａ】本発明による内視鏡器具の適用での一変更形態の概略図である。
【図２１Ｂ】本発明による内視鏡器具の適用での一変更形態の概略図である。
【図２１Ｃ】本発明による内視鏡器具の適用での一変更形態の概略図である。
【図２１Ｄ】本発明による内視鏡器具の適用での一変更形態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
添付の図面に示されているような器具を内視鏡医療用途に用いることができるが、その使用は、使用しなければ届き難い機械又は装置の部分を操作又は視覚化表示するための技術的用途のような他の用途において用いられ得るため、その用途に限定されない。この説明において用いるような内視鏡器具もまたこれらの用途を含む。
【００１０】
図１に示されるような器具は、４つの層すなわち４つの筒要素である、第１の内層すなわち筒要素１と、第２の中間層すなわち筒要素２と、第３の中間層すなわち筒要素３と、第４の外層すなわち筒要素４とを備え、４つの筒要素１、２、３、４は、共軸であり、図示されるように互いに包囲し合っている。
【００１１】
第１の内層すなわち筒要素１は、その長さに沿って見られるように、第１の剛性リング１１と、第１の可撓性部分１２と、第１の中間剛性部分１３と、第２の可撓性部分１４と、第２の中間剛性部分１５と、第３の可撓性部分１６と、第２の剛性端部１７とから構成されている。第１の剛性リング１１は操作端部であり、このことは、この部分が何らかの措置を行うのに届き難い遠い場所で用いられることを意味する。第２の剛性端部１７は器具の作動端部として用いられ、このことは、他方の端部である第１の剛性リング１１の動作を制御するのにこの端部が用いられることを意味する。
【００１２】
第１の又は内側の中間層すなわち筒要素２は、その長手方向に沿って見られるように、第１の剛性リング２１と、第１の可撓性部分２２と、第１の中間剛性部分２３と、第２の可撓性部分２４と、第２の中間剛性部分２５と、第３の可撓性部分２６と、第２の剛性端部２７とから構成されている。第１の剛性リング２１と、第１の可撓性部分２２と、第１の中間剛性部分２３と、第２の可撓性部分２４と、第２の中間剛性部分２５と、第３の可撓性部分２６と、第２の剛性端部２７との長手方向の寸法はそれぞれ、第１の剛性リング１１と、第１の可撓性部分１２と、第１の中間剛性部分１３と、第２の可撓性部分１４と、第２の中間剛性部分１５と、第３の可撓性部分１６と、第２の剛性端部１７との長手方向の寸法におよそ等しく、これらの部分と同一空間も占める。
【００１３】
第２の中間層すなわち筒要素３は、その長手方向に沿って見られるように、第１の剛性リング３１と、第１の可撓性部分３２と、第２の剛性リング３３と、可撓性部分３４と、第１の中間剛性部分３５と、第１の中間可撓性部分３６と、第２の中間剛性部分３７と、第２の中間可撓性部分３８と、第２の剛性端部３９とから構成されている。第１の剛性リング３１と、第２の剛性リング３３及び第２の可撓性部分３４と共に第１の可撓性部分３２と、第１の中間剛性部分３５と、第１の中間可撓性部分３６と、第２の中間剛性部分３７と、第２の中間可撓性部分３８と、第２の剛性端部３９との長手方向の長さはそれぞれ、第１の剛性リング１１と、第１の可撓性部分１２と、第１の中間剛性部分１３と、第２の可撓性部分１４と、第２の中間剛性部分１５と、第３の可撓性部分１６と、第２の剛性端部１７との長手方向の寸法の長さにおよそ等しく、これらの部分と同一空間も占める。
【００１４】
第４の外層である筒要素４は、その長手方向に沿って見られるように、第１の剛性リング４１と、第１の可撓性部分４２と、第１の中間剛性部分４３と、第２の可撓性部分４４と、第２の剛性リング４５とから構成されている。第１の可撓性部分４２と、第１の中間剛性部分４３と、第２の可撓性部分４４との長手方向の長さはそれぞれ、第２の可撓性部分３３と、第１の中間剛性部分３４と、第１の中間可撓性部分３５との長手方向の寸法におよそ等しく、これらの部分と同一空間も占める。第１の剛性リング４１及び第２の剛性リング４５は、非常に限定された長さしか有しないものとすることができ、第１の剛性リング４１は、長さが第２の剛性リング３３とおよそ同じであり、第２の剛性リング３３に接続され、その一方で、第２の剛性リング４５は、第２の中間剛性部分３７の上方にそれぞれ、第２の剛性リング４５と第２の中間剛性部分３７との間に十分な接続をなすのに十分な長さだけ延びている。第１の剛性リング１１、２１、３１の端面は互いに接続することができ、同じことが第２の剛性端部１７、２７、３９の端面にも当てはまる。
【００１５】
筒要素１、２、３、４の内径及び外径は、隣接し合う筒要素の互いに対する摺動動作が可能であるように、筒要素１の外径が筒要素２の内径におよそ等しく、筒要素２の外径が筒要素３の内径におよそ等しく、筒要素３の外径が筒要素４の内径におよそ等しくなるように選択される。第１の可撓性部分１２及び４２と、第２の可撓性部分１４及び４４と、第３の可撓性部分１６と、第２の中間可撓性部分３８とは、２００８年１０月３日に出願された欧州特許出願公開第０８００４３７３０号明細書の第５頁１５行目〜２６行目に記載されている方法によって得ることができるが、任意の他の適したプロセスを用いて可撓性部分を作製することもできる。その他の点では、第１の可撓性部分２２と、第１の中間剛性部分２３と、第２の可撓性部分２４と、第２の中間剛性部分２５と、第３の可撓性部分２６と、可撓性部分３４と、第１の中間剛性部分３５と、第１の中間可撓性部分３６とは、内視鏡器具の一部分の動作を別の部分すなわちリングに伝達するための、上述の欧州特許出願に記載の長手方向要素と同等である。その特許出願に記載のどの実施形態も、本発明に従って用いることができる。その他の点では、長手方向要素はまた、例えば欧州特許出願公開第１７０８６０９号明細書に記載のような、当該技術分野で公知の任意の他のシステムによって得ることもできる。これらの部分に用いられる長手方向要素の構成に関して当てはまる唯一の制限は、可撓性部分が同一空間を占めるこれらの場所で器具の全体の可撓性が維持されなければならないことである。
【００１６】
上述のような異なる層すなわち筒要素は、公知のプロセスのいずれかによって製造してもよいが、それらが多層システムをつくるのに適している場合に限る。多層の下に、作動端部の動作を操作端部に伝達する長手方向要素の少なくとも２つの別個のシステムを内視鏡器具が有していることを理解しなければならない。異なる筒要素の組立てを同じ方法で行うこともできる。異なる筒要素を製造するのに好適なプロセスは、上述の２００８年１０月３日に出願された欧州特許出願公開第０８００４３７３０号明細書に記載されており、これは参照により本明細書に援用される。
【００１７】
上述の構成を使用することにより、図２及び図３に関して説明するように、器具を二重に湾曲して用いることが可能となる。便宜上の理由から、筒要素の異なる部分はゾーン５１〜６０の名称が付された、ゾーン５１は、第１の剛性リング１１、２１、３１によって形成されている。ゾーン５２は、第１の可撓性部分３２と、これと同一の空間を占める第１の可撓性部分１２及び２２の部分とによって形成されている。ゾーン５３は、第２の剛性リング３３及び第１の剛性リング４１と、これらと同一の空間を占める第１の可撓性部分１２及び２２の部分とによって形成されている。ゾーン５４は、可撓性部分３４及び第１の可撓性部分４２と、これらと同一の空間を占める第１の可撓性部分１２及び２２の部分とによって形成されている。ゾーン５５は、第１の中間剛性部分１３、２３、３５、４３によって形成されている。ゾーン５６は、第２の可撓性部分１４、２４、４４及び第１の中間可撓性部分３６によって形成され、ゾーン５７は、第２の剛性リング４５と、これと同一の空間を占める第２の中間剛性部分１５、２５、３７の一部とによって形成されている。ゾーン５８は、第２の中間剛性部分３７と、これと同一の空間を占める第２の中間剛性部分１５及び２５の一部とによって形成されている。ゾーン５９は、第３の可撓性部分１６及び２６と、第２の中間可撓性部分３８とによって形成され、ゾーン６０は、第２の剛性端部１７、２７、３９によって形成されている。
【００１８】
図２に示されるように、内視鏡器具の操作端部を動作させるために、ゾーン５６を湾曲させるようにゾーン５８に任意の半径方向に湾曲力を加えることができる。第２の中間剛性部分３７と第２の剛性リング３３との間の、可撓性部分３４と、第１の中間剛性部分３５と、第１の中間可撓性部分３６とによって形成された長手方向要素による接続を考慮して、ゾーン５６のこの湾曲変形が、第１の中間剛性部分３５の長手方向の変位によって図示されるようなゾーン５４の湾曲変形に転換される。ゾーン５６の湾曲による、第２の可撓性部分２４の湾曲、したがって第１の中間剛性部分２３の長手方向の変位は、第２の剛性リング３３と同一の空間を占める第１の可撓性部分２２が湾曲することによって十分に吸収され、したがって、ゾーン５２と同一の空間を占める第１の可撓性部分２２の残りのいかなる変形も生じない。
【００１９】
その後、図３に示されるように、湾曲力が任意の半径方向にゾーン６０に加えられ、それによりゾーン５９が図示されるように湾曲し、この結果、ゾーン５２が湾曲することになるが、これは、第１の剛性リング２１と第２の剛性端部２７との間に、第１の可撓性部分２２と、第１の中間剛性部分２３と、第２の可撓性部分２４と、第２の中間剛性部分２５と、第３の可撓性部分２６とによって形成された長手方向要素による接続に起因する。ゾーン５４の器具の最初の湾曲は、ゾーン５６の湾曲によって導かれているため、維持されたままとなる。これは、器具の操作端では二重の湾曲がゾーン５２及び５４の個々の湾曲によって引き起こされて得られるからである。このようにして、器具の操作ヘッドに互いに独立した位置及び長手軸方向を与えることが可能となる。欧州特許出願公開第１７０８６０９号明細書に記載されるような公知の器具では、位置及び長手軸方向は常に対になっており、個々に調整することはできない。
【００２０】
明らかに、曲げ半径と操作端部及び作動端部の全長とに関して特定の要件に対処するように、又は作動端部及び操作端部の湾曲間の増幅比に対処するように、可撓性部分の長さを変えることができる。
【００２１】
図４には、本発明による器具の変更形態が示されている。この実施形態では、４つの層を有する器具が示されており、この器具は、図１の器具と同等であるが、筒要素の作動端部は操作端部に比して直径が大きく、ゾーン５６に円錐台部分が組み込まれている。作動端部の直径の方が大きいことにより、湾曲したときに操作端部の動作が増幅し、それにより操作ヘッドの動作が増幅する。作動端部よりも直径が大きい操作端部を用いて逆方向に作動させることもできることで、動作の程度が低減し、それにより、操作ヘッドの動作の精度が向上する。
【００２２】
図５には、本発明による器具の一実施形態が示されており、これは、図４に示される器具と同等であるが、ここでは作動端部の動作が増幅して操作端部の動作となる。ここでもまた、図１の器具におけるような４つの層を有する器具が示されている。
【００２３】
図５に示される器具の線Ａ−Ａに対する左側は、操作端部側であり、図１に示される器具の線Ａ−Ａに対する左側と全く同一である。図５に示される器具の線Ａ−Ａに対する右側は変更されている。内層すなわち筒要素１は、図１に示される内層１と全く同一とすることができる。線Ａ−Ａの右側の外層すなわち筒要素は、左側に接続されている剛性部分６５と右側に接続されている端部６６とから構成されているという点で変更されている。剛性部分６５は、器具の軸に平行であると共に剛性部分６５の円周に規則的に離隔している複数のスリット６７を有する筒要素によって形成されている。端部６６は、球面フランジを形成するリングフランジ６９が設けられた筒状ブシュ６８を含んでいる。
【００２４】
器具の右側はさらに、２つの作動部材７０及び７１から構成されている。作動部材７０は、球状部材７２と、管７３と、球面フランジ７４とを備える中空管状要素である。球状部材７２は、球面フランジ６９に嵌まり、このようにして作動部材７０は、器具の左側に回転可能に接続されている。球状部材７２には環状フランジが設けられ、環状フランジは、球状部材７２を包囲すると共に、２つの組の開口、すなわちフランジ７５の周りの円形ラインに沿って位置する第１の組と、同じくフランジ７５の周りの円形ラインに沿って位置する第２の組とを有し、第１の組の円形ラインは、好ましくは第２の組の円形ラインと同じ直径を有する。作動部材７１もまた、球状部材７６及び管７７を備える中空管状要素である。球状部材７６は、球状部材７２と同等であり、球面フランジ７４に嵌まり、それにより作動部材７１が作動部材７０に回転可能に接続される。球状部材７６には、球状部材７６を包囲する環状フランジ７８が設けられる共に、環状フランジ７８の周りの円形ラインに沿って位置する一組の開口が設けられている。
【００２５】
第１の中間層すなわち筒要素２の左側は、第１の中間剛性部分２３の長手方向要素を備えている。線Ａ−Ａに対する右側では、これらの長手方向要素は、スリット６７のいくつかを通じて、フランジ７５の第１の組の開口を通って環状フランジ７８の開口に案内され、この開口に接続される。第２の中間層すなわち筒要素３の左側は、第１の中間剛性部分３５の長手方向要素を備えている。線Ａ−Ａに対する右側では、これらの長手方向要素は、スリット６７のいくつかを通じて、フランジ７５の第２の組の開口に案内され、この開口に接続される。
【００２６】
図５に示される器具の動作は、図１の器具の動作と同等である。球面フランジ６９に対する作動部材７０のいかなる湾曲動作もゾーン５４の湾曲動作に転換され、球面フランジ７４に対する作動部材７１のいかなる湾曲動作もゾーン５２の湾曲動作に転換される。湾曲を制御する長手方向要素が、器具の他方の端の対応する要素よりも器具の長手軸までの距離が長い地点で作動部材７０及び７１に接続されることにより、作動部材７０及び７１の湾曲動作が増幅してそれぞれゾーン５４及び５２のより大きな湾曲動作となり、したがって、その動作は、図４の器具の動作と同等である。
【００２７】
図６に示される実施形態では、操作端部は、図５に示される実施形態の操作端部と同一であるが、作動端部は変更されている。作動端部の周りには、器具の外層に取り付けられた筒状ハウジング８０が設けられている。さらに、作動端部側の器具の外層には、筒部材８３が設けられており、ゾーン５５と筒部材８３との間には、図５に示されるように、複数のスリット６７が存在するようになっている。筒状ハウジング８０の内壁には、２つの組のリニアアクチュエータ８１及び８２がそれぞれ取り付けられている。リニアアクチュエータは、このタイプの内視鏡器具では、例えば長手方向要素のような要素の並進移動を引き起こし得る装置である。このようなリニアアクチュエータは当該技術分野において一般的に知られているため、本明細書ではより詳細には説明しないが、コンピュータのような電子装置によって制御することができるものとする。
【００２８】
外側中間層の長手方向要素は、スリット６７を通ってリニアアクチュエータ８１の組に接続されている。内側中間層の長手方向要素は、筒部材８３を通ってリニアアクチュエータ８２の組に接続されている。リニアアクチュエータ８１及び８２の正確な作動によって、図５又は図１による器具の場合と同じ効果が得られるように、可撓性のゾーン５２及び５４の向きを変えることができ、このことは、操作端部によってより多くのカーブをつくることができることを意味する。制御式でなければ向きの変更を行うことができないため、異なるリニアアクチュエータの作動が制御式になされることが必要である。このことは、一方のリニアアクチュエータ８１がその長手方向要素に引張力を加える場合に、他方のリニアアクチュエータが対応する方法で作動しなければならないことを意味し、これは全体が平衡となるようにより小さな引張力を加えるか又は押力を加えることを意味する。両方の組のリニアアクチュエータが同時に作動する場合にも同じことが当てはまる。
【００２９】
作動端部の動作を操作端部へスムーズに遷移するのにほとんどの場合に必要とされるように長手方向要素の数が３つよりも多い場合には、全てのリニアアクチュエータの電子制御部は複雑となるであろう。図７及び図８には、このようなシステムに対する２つの解決策が示されている。図７の実施形態では、ディスク８５がボールベアリング９０によって筒要素８３に可動に取り付けられている。ディスク８５には、その外周に沿って複数の開口８８が設けられ、長手方向要素がこれらの開口を通ってディスクに接続されている。したがって、ディスク８５の動作は、図５のディスク７５の動作と同等である。開口８８の２つが要素８６を通じてリニアアクチュエータ８７に接続されている。２つの開口８８が筒部材８３の軸に対して互いに直径方向に対向していない場合には、ディスク８５の向きを十分に制御するのに２つのリニアアクチュエータ８７の動作で十分であり、それにより操作端部の対応するゾーンに動作が加えられる。
【００３０】
図８に示される実施形態では、ディスク８５は、筒部材８３にボールベアリングにより支持されてはいないが、開口８８のうち３つは、要素８６を通じてリニアアクチュエータ８７に接続され、リニアアクチュエータ８７によって支持されている。これらの３つのリニアアクチュエータ８７は、ディスク８５の向き、しがたって、操作端部の対応するゾーンの動作を十分に制御するように制御可能である。このようにして、リニアアクチュエータによる長手方向要素の電子制御は、全ての長手方向要素の十分な制御よりも複雑でない３つ又は２つのそのようなリニアアクチュエータの電子制御にまで低減される。
【００３１】
このような器具の可能な医療用途を図１６及び図１７に示す。この用途では、１つの管状のフィードスルーを用いて１つの切り口又は穴から身体に入ることができる。このフィードスルーにより、本発明通りの本体を有する複数の内視鏡器具を、図１７に示されるように、間にスペースを有さずに平行なトラフチャネルに通すことができる。このような管状のフィードスルーが欧州特許出願公開第１７０８６０９号明細書に記載のような器具に用いられる場合、操作端部を通る長手軸が同じ地点を横断するようにこれらの器具の操作端部を操作することはできない。したがって、これらの器具は、器具の用途及び操作者が措置する自由を厳しく制限する。器具が本発明通りに使用される場合、双方の器具を同時に用いることができるように操作先端を操作することができ、その場合、例えば、一方の器具が組織を保持し、他方の器具がこの組織を自由に切断することが可能である。したがって、本発明の強力な利点は、操作性及び同時使用に厳しい制限を設けることなく複数の器具の使用を可能にし、これらの器具を、本体のアクセス開口を１つしか通らないものとして使用することができる点である。 
【００３２】
長手方向要素の２つ以上のシステムを有すると共に対応する数の可撓性部分を有するというシステム概念を広げると、より複雑なカーブをつくることも可能である。
【００３３】
図９には、６つの層から構成された本発明による器具が示されており、図１０、図１１、図１２、図１３に示されるようなより複雑な方法でカーブをなすことができる操作端部を有する器具が可能である。可撓性部分の数が中間層の数を考慮して増加したことを除けば、この器具は、図１の内層１１及び外層１４と同等な内層１００及び外層１０６を有するという点で図１に示される基本構成が維持されている。このように、操作端部には４つの可撓性部分が設けられているが、作動端部もまた４つの可撓性部分を有している。操作端部の可撓性部分は、図１の実施形態におけるように、非常に短い剛性部分によって隔てられており、作動端部の可撓性部分は、より長い剛性部分によって隔てることができる。長手方向要素によって操作端部の異なる剛性部分を作動端部の対応する剛性部分と接続することにより、操作端部の異なる可撓性部分は、作動端部の可撓性部分の湾曲に従って湾曲することができる。
【００３４】
動作は、図１０、図１１、図１２、図１３に示されている。図１０には、器具がその開始位置又は開始形状で示されている。図１１では、可撓性部分１１３が可撓性部分１１７の湾曲によって規定された程度で湾曲している。可撓性部分１１４の付加的な湾曲によって、可撓性部分１１０が規定された程度で曲がっていることで、図１２に示すような形状又は構成が得られている。その後、規定されたカーブが可撓性部分１１５、１１６に加えられた際に、対応するカーブが可撓性部分１１１、１１２で得られ、最終的に図１３に示される構成を得ることができる。ここでは、可撓性部分１１４、１１５、１１６、１１７に作られる異なるカーブは、同じ平面内にある必要はなく、湾曲平面が可撓性部分ごとに異なっていてもよく、それにより、可撓性部分１１０、１１１、１１２、１１３において得られるカーブもまた異なる平面内に位置することに注目せねばならない。このように、操作端部に対して複雑な構成を与えることが可能となる。これは、決められた場所に届くように十分に画定された経路に従う必要があり得る全ての用途において非常に重要であろう。５つ以上の層の場合にも、図４、図５、図６、図７、図８での記載のような作動及び増幅を用いることが可能であることは明らかである。
【００３５】
理論上、器具は、無数の数の湾曲部及び対応する層を有して作製することができ、層の数が増すにつれて複雑なカーブをなす可能性が高くなる。しかしながら、層の数が増すにつれて、器具によって行われるべき機能が要求する規定の最小寸法を器具の内径が有する必要がある場合に特に、器具の外径もより大きくなる。また、層の数が増えるにつれ、可撓性部分、特により近接した部分の剛性が増す。器具の剛性及び外径のそのような増大により、その用途が妨げられ、最終的に役に立たなくなる。
【００３６】
直径又は剛性を許容不可能な割合まで増大させずに湾曲能力が高められている器具を有するために、操作端部の異なる可撓性部分の湾曲を起こすのに用いるべき異なる長手方向要素を１つの同じ層に組み合わせることができ、それにより層の数が実質的に減る。１つの可撓性部分を十分に制御作動させるのに３つの長手方向要素しか有する必要がないために、このことが可能である。したがって、例えば１２個の長手方向要素から成る層を用いて４つの可撓性部分を作動させることができる。図１４、図１５、図１８、図１９には、各端の複数の可撓性部分を作動させる複数の層を有する器具に等しい器具が示されているが、ここでは、これらの中間層は、３つの長手方向要素から成る群を含んでいるという点でもっぱら層の数は少ない。
【００３７】
このような器具の第１の実施形態は、図１４及び図１５に示されているが、このような器具の操作端部しか示されていない。上述のように、作動端部は、様々な作動端部と同一のものにできることが明らかである。図示されるように、図１４及び図１５の器具は、３つの層、すなわち、内層すなわち筒要素１２０と、中間層１２１と、外層すなわち筒要素１２２とから構成されている。長手方向に沿って見られるように、器具は、操作端部を形成する剛性端ゾーン１２５と、可撓性ゾーン１２６と、剛性ゾーン１２７と、可撓性ゾーン１２８と、剛性ゾーン１２９と、可撓性ゾーン１３０と、剛性ゾーン１３１と、可撓性ゾーン１３２と、剛性ゾーン１３３とを有している。作動端部（図示せず）では、器具は、図９に示されると共に上述のような構成を有する器具と同等な、可撓性ゾーン及び剛性ゾーンを交互に含む対応するゾーンを有している。
【００３８】
内層１２０及び外層１２２は、欧州特許出願公開第０８００４３７３０号明細書に記載されるように、得ることのできる剛性部分及び可撓性部分を有する連続した筒要素である。中間層１２１は、器具の長手軸に全て平行な複数の長手方向要素１３５（図１５を参照）と、複数の剛性リング１３６、１３７、１３８、１３９、１４０とを備えている。剛性リング１３６〜１４０のそれぞれには、器具の軸に平行な長手方向に延びる複数の開口が設けられ、これらの開口を長手方向要素１３５が通ることができる。剛性リング１３６〜１４０は、剛性ゾーン１２５、１２７、１２９、１３１と、剛性部分１３３の開始部と同一の空間を占める。
【００３９】
長手方向要素１３５は４つの群に分けられ、各群は、好ましくは中間層１２１の円周に沿って規則的に離隔している少なくとも３つの長手方向要素１３５を備えている。第１の群の長手方向要素１３５は、端部が剛性リング１３６に接続されており、他の剛性リング１３７〜１４０の開口を通ってさらに案内されている。第２の群の長手方向要素１３５は、端部が剛性リング１３７に接続されており、剛性リング１３８〜１４０の開口を通ってさらに案内されている。第３の群の長手方向要素１３５は、端部が剛性リング１３８に接続されており、剛性リング１３９及び１４０の開口を通ってさらに案内されている。第４の群の長手方向要素１３５は、端部が剛性リング１３９に接続されており、剛性リング１４０の開口を通ってさらに案内されている。剛性リング１３６〜１４０は、内層１２０及び外層１２２の少なくとも一方に接続されている。
【００４０】
器具の操作端部の異なる部分にそれぞれ作用する４つの群の長手方向要素が存在することにより、この器具は、図９の器具と厳密に同等であり、ここでは操作端部に湾曲の４つの可能性があり、操作端部は、図６、図７、図８のいずれかにおけるように、作動端部の対応する部分を湾曲させることにより、又は作動端部の４つの群のアクチュエータによって作動することができる。この実施形態の改良点は特に、異なる群の長手方向要素を組み合わせる１つの層を用いることであり、それにより、図１４の器具の直径及び可撓性が図９の器具よりも小さいものとなる。
【００４１】
図１８及び図１９には、１つの層に２つ以上の群の長手方向要素を有するという原理が、作動端部からの湾曲動作を操作端部に伝達するのに８つの層の長手方向要素を有する器具と同等な器具に適用された器具が示されている。実際に、図１８及び図１９の器具は、それぞれが４つの群の長手方向要素を備えた２つの中間層を有している。
【００４２】
図１８及び図１９に示される操作端部では、器具は、８つの可撓性ゾーン１４１〜１４８と、異なる湾曲ゾーンを画定する９つのリングゾーン１４９〜１５７とを有している。第１の４つの可撓性ゾーン１４１〜１４４は、第１の層すなわち内側中間層に含まれる長手方向要素によって制御され、その一方で、第２の４つの可撓性ゾーン１４５〜１４８は、第２の層すなわち外側中間層に含まれる長手方向要素によって制御される。器具は、実際には５つの層、すなわち、内側連続層１６０と、第１の群の長手方向要素を含む第１の層すなわち内側中間層１６１と、中間連続層１６２と、第２の群の長手方向要素を含む第２の外側中間層１６３と、外側連続層１６４とを有している。内側連続層１６０と、中間連続層１６２と、外側連続層１６４とは、上記に規定されたような可撓性部分及び剛性部分から構成される標準層又は筒要素である。可撓性ゾーン１４１〜１４４及びリングゾーン１４９〜１５３は、外側中間層１６３及び外側連続層１６４によって包囲される必要はないが、均一な外径を形成するように外側連続層１６４の伸張した可撓性部分によって包囲することができる。
【００４３】
作動端部は、作動する可撓性ゾーンの数が操作端部の可撓性ゾーンの数に対応している限り、上述のようないかなる構成を有することができる。この実施形態の動作は、８つの層の長手方向要素を有する器具と同等であり、これは全部で１０個の層を意味する。４つの群の長手方向要素をそれぞれ１つの層に組み合わせているため、層の数が５つに減り、これに対応して直径及び堅さが低減する。この器具は、同時であるが独立した８つの湾曲動作が該器具によって行われることを可能にするにもかかわらず、それにより、直径及び堅さを実質的に増加させずにその使用可能性を広げる。
【００４４】
層の数と、層ごとの長手方向要素と、群ごとの長手方向要素の数との任意の組合せを、様々な用途に対する最適な解決策を得るためになすことができることは明らかである。
【００４５】
図１６及び図１７には、本発明による器具を便利なやり方で用いることができる方法が示されており、それと同時に、作動領域での貫入を単一の管セクションに限定できることが示されている。このことは、操作されるべき対象が単一のやり方でしかアプローチすることができない、例えば、複数の外科処置の場合の用途において特に重要である。
【００４６】
図１６及び図１７には、複数の内視鏡器具のガイド管として用いられる外管１７０が示されている。外管１７０は、図１６の線Ｂ−Ｂまで延びる単一の管セクション１７１を備えている。この線よりも上方では、外管１７０は、中央管セクション１７２と、２つの枝管セクション１７３及び１７４とから構成され、これらは線Ｂ−Ｂの位置で合流する。単一の管セクション１７１は、貫入に用いられる外管の一部である。図示された実施形態では、５つの内視鏡器具が外管１７０に挿入され、そのうちの３つが中央管セクション１７２を通り、残りが１つずつ枝管セクション１７３、１７４のそれぞれを通っている。内視鏡器具１７５は、例えば視覚化表示管であるが、対象領域に対する気体及び／又は液体の供給及び／又は排出には、内視鏡器具１７６及び１７７が用いられる。内視鏡器具１７８及び１７９は、本発明に従って向きの複数の可能性を有し、対象領域において幾つかの動作を行う器具として用いられる。枝管セクション１７３及び１７４を通じてのアクセスを可能にするために、枝管セクションのカーブの輪郭に従うことができるように操作端部と作動端部との間の３つの器具の中間ゾーンも同様に可撓性でなければならない。内視鏡器具１７８及び１７９のそれぞれの向きの複数の可能性から、図１６に示されるように、これらの器具を互いに干渉させずに対象領域の同じ場所で作動させることが可能となる。
【００４７】
外管１７０は剛性管であってもよく、本発明による器具と同等な、湾曲の複数の可能性を有する可撓性管を、少なくとも管セクション１７１に用いることも可能である。同じことが内視鏡器具１７５、１７６、１７７にも当てはまる。図示された実施形態では、剛性管の形状を有するが、湾曲の複数の可能性を有する本発明による可撓性器具であってもよい。
【００４８】
図２０及び図２１には、向きの複数の可能性が用いられる、本発明による器具の２つの重要な用途が概略的に示されている。本発明による器具１９０を管系１９１に導入しなければならないが、この管系は、器具又はその部品と接触するには非常に高感度であるため、器具と管壁との接触はできるだけ回避しなければならないことが分かる。このような管系は、例えばヒトの肺のような人体に見られ得るが、処置を受けなければならない高感度部品を有する技術的器具であってもよい。
【００４９】
図２０では、管系１９１の幾何学形状が画像形成技術によって既にマッピングされ、電子装置１９２に格納されていることが分かる。電子装置１９２の情報は、器具が管系に導入されている任意の瞬間に、器具の操作端部の異なるゾーンの向きを画定するのに用いられる制御システム１９３に転送される。そのため、制御システム１９３は、器具１９０の作動端部に接続されている。安全面の理由から、表示システムも制御システム１９３に接続され、それにより、器具の操作先端の実際の状態を追跡することができる。器具を管系１９１に導入すると、操作先端の実際の位置が制御され、電子装置１９２に格納されている情報及び操作先端の実際の位置に基づき、操作端部の異なるゾーンの向きが、図２０Ｂ、図２０Ｃ、図２０Ｄに示されるように、器具の操作端部が管系１９１内を所定の道程を正確に追跡するように制御される。これは、操作先端が管系内をさらに前進する度に操作端部の異なるゾーンの向きが自動的に再調整され、それにより器具と管壁との接触を回避する動的プロセスであってもよい。
【００５０】
図２１に示される実施形態では、管系１９１は、マッピングも格納もされていないことが分る。この状況では、操作先端は、表示システム１９４によって制御されなければならない。このため、ジョイスティック１９５が設けられており、このジョイスティック１９５によって操作端部の可撓性ゾーンの向きを制御することができる。操作先端が前進する度に、全てのゾーンの向きが、ジョイスティック１９５と、器具が管系１９１内を既に前進した際に沿った進路について制御システム１９３に格納された情報とによって制御される。このようにして、器具と管壁との接触を回避するか又は少なくとも実質的に減らすこともできる。
【００５１】
本発明は添付の図面に示されるような記載の実施形態に限定されず、本発明の概念から逸脱しない限り特許請求の範囲内で変更を適用することができることは明らかである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２０Ｃ】
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【図２０Ｄ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２１Ｃ】
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【図２１Ｄ】
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